成组刀具的自动更换装置

本文一般应用于多轴机床,特别适用于具有自动转换器实现整套换刀的多轴机床。本文详细介绍多轴机床的自动化换刀以及主轴装备自动化松开与夹紧的装置。 文中所介绍的换刀机构,能使多轴机床的各轴与刀具库之间实现成组刀具的更换。在刀具库的许多组刀具之中所预选的那一组能同时和主轴上的刀具作自动成组互换。这种多轴刀具转换器还能将所选刀具分别夹紧在各旋转轴中。 文中所介绍的主轴自动定位及自动松开与夹紧装置,能使各主轴稳定地保持在预选位置,以配合多轴刀具转换器的应用。由于采用了成组刀具的自动更换装置,多轴机床大大地提高了实际加工的应用范围及效率。     

数控机床五轴变换系统设计与研究

为实现数控机床五轴联动加工,基于国内蓝天系列数控系统提出了控制系统结构的改进方法。数控系统分为任务层和运动层,五轴变换单元集成在运动层。在对五轴机床进行分类并分析其几何信息的基础上,设计了机床的五轴运动库。以CA摆头机床为例,推导了其正向和反向运动变换。基于改进系统及五轴运动库,设计并分析了机床旋转刀具中心控制和三维半径补偿端铣。改进系统具有较好的可移植性,可在数控加工中直接执行刀具位置和方向指令。     

基于PowerMILL的五轴零件刀路设置

介绍了当今先进制造技术及多轴加工CAD/CAM软件——PowerMILL;分析了五轴零件"大力神杯"的工艺工装;介绍了应用PowerMILL软件对"大力神杯"零件进行刀具路径设置的流程,重点介绍了粗加工刀具路径"模型区域清除"加工策略的设置方法。在零件的刀具路径设置过程中,通过主轴旋转解决了机床主轴头与夹具的干涉问题,缩短了刀具长度,提高加工刚性、效率及加工精度。     

(A-C)式双摆头五轴机床旋转角的选择及优化

非模态主轴的五轴双摆头机床C轴不能360°自由回转,文章针对这个问题,基于该类机床的基本后置处理算法,提出了一种旋转角优化选择方法,并结合JAVA语言,开发出对该机床的专用后置处理器。最后,通过对某QQ零件的加工验证了旋转角优化选择法在多轴数控加工中具有重要的实用价值,同时此法也为其他同类机床解决旋转角受限问题提供了一定的参考。     

龙门加工中心主轴滑枕结构有限元分析技术研究

龙门加工中心主轴滑枕结构是连接刀具和机床的一个重要部件,其受切削力和受热变形将直接影响刀具的加工精度.通过建立龙门加工中心主轴滑枕结构的有限元分析模型,在计算热源发热量以及主轴滑枕结构热边界条件的基础上,利用ANSYS有限元分析软件在其工作状态下进行切削力变形分析、稳态热变形分析以及热-结构耦合分析.得到了主轴不同转速条件下主轴滑枕结构热态性能及刀盘直径方向变形规律,为该型龙门加工中心主轴滑枕结构优化设计和热变形补偿提供了理论依据.     

机床-刀具-工件系统相对激振方法研究

立式铣床的振动模态,尤其是机床-刀具-工件系统的动态特性直接影响工件质量和加工稳定性。当前,主要通过分析激励刀具和工作台的方法获取刀具和工件系统的频响函数,并通过叠加法计算机床-刀具-工件系统的相对频响函数。该方法能够得到足够精度的幅值谱,但难于实现高精度的相位差。为解决这一问题,提出了一种相对激振方法,该方法可以直接得到高精度的机床-刀具-工件系统的相对频响函数,并对机床-刀具-工件系统的动态特性进行分析。结果表明:机床刀尖频响函数与对应的机床相对动柔度在整体上是一致的;在直接和交叉频响函数G_(xx)和G_(yx)的高频阶段,以及直接与交叉频响函数G_(xy)和G_(yy)的低频阶段差别较大。     

精密机床主轴弹簧夹头夹紧力计算方法研究

研究精密机床主轴弹簧夹头夹紧力计算方法,建立了弹簧夹头夹紧力的可靠性分析模型,并对某精密机床主轴弹簧夹头夹紧力可靠度进行了计算;建立了整个弹簧夹头夹紧机构的非线性有限元模型,通过与理论计算结果的对比验证了有限元模型的准确性;通过有限元分析得到了弹簧夹头夹紧状态下夹紧面接触变形规律,为精密机床主轴弹簧夹头的设计及性能分析提供了方法和依据。     

高速加工中心主轴系统动力学建模及优化设计

建立了DMU-70V五轴数控高速加工中心主轴-夹具-刀具系统的有限元模型，并利用动态测试的方法对有限元计算结果进行验证；以提高低阶固有频率作为动态优化目标函数，对主轴系统进行了优化设计。     

CN1751848高效低廉的高精度金刚石刀具机械刃磨加工方法

高效低廉的高精度金刚石刀具机械刃磨加工方法，它属于超精密切削加工技术领域。为解决金刚石刀具的制备比较困难的问题，本发明按照下述步骤进行：调节金刚石刀具机械刃磨机床平衡；研磨盘工作表面经过精车成形后进行精细抛光，然后涂覆金刚石磨粒；对研磨机床主轴系统进行精细动平衡；装卡金刚石刀具，刀体卡具调水平；打开气源，开启金刚石刀具刃磨机床电源，调节机床主轴转速；调整前刀面刃磨方向为易磨方向，并调节刀具前角；在主轴工作转速为1800—2500r／min、研磨压力为金刚石刀具装卡系统自重的条件下刃磨刀具。本发明具有刃磨工艺简单、     

五轴联动圆弧非线性插补算法及其软件实现

以具有A、C旋转轴的刀具双摆动五轴机床为例,提出五轴联动数控机床的空间圆弧非线性时间分割插补算法.详细研究五轴联动中的平动和旋转运动的联动原理,利用齐次变换矩阵求取圆弧插补点的空间坐标.通过插补点的空间坐标,逆求出刀轴的旋转量,进而求取转角补偿位移,并将其叠加至平动位移上,在每一个插补步骤中进行补偿,从而实现空间圆弧的时间分割插补算法.最后利用Visual C++6.0编写该算法的仿真软件,验证该插补算法的正确性.五轴联动圆弧非线性插补算法适用于五轴联动数控机床中任意空间圆弧的插补.该算法计算简单,结果精确,刀具移动平稳.     

(A-C)式双摆台五轴机床刀具进给速度的研究

文章主要针对五轴加工中因刀具的进给速度选择不当会影响加工表面质量等问题,提出了一种旋转修正法解决此问题.在参考BV100五轴联动机床的后置处理算法的基础上.在JAVA语言环境下,结合旋转修正法,开发了BV100五轴联动机床的专用后置处理软件.通过对某叶轮的叶片进行加工比较验证了旋转修正法在多轴数控加工中具有良好的实用性.     

轴承和结合面动力学对刀尖频响函数的影响分析

基于Timoshenko梁理论、传递矩阵法和动柔度耦合子结构分析技术(RCSA),提出了一种刀尖频响函数预测方法。由于避免了多段Timoshenko梁的模态分析和模态叠加带来的累积误差,该方法较模态叠加法具有更高的计算精度和效率。重点分析了主轴-刀柄和刀柄-刀具结合面参数以及单个轴承动力学对刀尖频响函数的影响。研究结果表明:轴承动力学主要控制主轴-刀柄-刀具系统的刚体模态,主轴-刀柄结合面参数主要影响系统的第一阶弹性模态,刀柄-刀具结合面参数主要影响系统的第二阶弹性模态。研究结果为结合面参数辨识研究提供了理论基础和技术手段。     

立式双摆角铣头RTCP运动学研究

立式双摆角铣头是中、大规格五轴联动加工中心的核心功能部件。配置立式双摆角铣头的龙门式五轴加工中心在RTCP功能打开时,2个旋转坐标会引起机床的附加运动。通过研究机床的附加运动,揭示三轴机床与2个旋转坐标之间的运动学匹配关系。通过建立RTCP运动学数学模型,分别计算2个旋转坐标引起的机床附加位移、速度、加速度,并分析机床附加运动与立式双摆角铣头的B轴轴线与刀尖点之间的距离、B轴与C轴的转速和角加速度之间的关系。研究结果为五轴联动加工中心的研发提供了参考。     

五轴数控机床转动轴与平动轴联动的轮廓误差仿真分析

以主轴头两摆的五轴联动数控机床为研究对象,对转动轴与平动轴联动加工不同空间位置圆弧时的轮廓误差进行了分析。采用D-H(Denavit-Hartenberg)法对按不同圆弧路径加工时各轴的进给指令计算公式进行了推导,并将指令输入到动态仿真工具Simulink构建的进给系统仿真模型中,比较刀具理想位置与实际位置的偏差,从而得到轮廓误差曲线。通过仿真曲线分析了轮廓误差的分布特性,得到了各参数对轮廓误差影响的对应关系,利用这种关系检测机床,达到提高机床性能的目的,同时为机床的调整与维修提供一种便捷手段。     

倾斜旋转轴五轴机床运动学模型的设计

分析两个旋转轴非正交的倾斜旋转轴结构的五轴机床结构,运用机构学理论建立该类型五轴机床机构学模型.以刀具旋转型机床为例,使用齐次坐标变换矩阵和正向运动学分析建立倾斜旋转轴五轴机床的形状创成函数,最后通过逆向运动学求解出NC数据的分析公式,该公式简单且通用性强,为倾斜旋转轴结构的五轴机床的空间运动和坐标变换问题提出了通用的处理方法.     

车削激励下主轴高精度轴心轨迹在线测试研究

数控机床主轴是机床上的一个重要部件,它是刀具或工件的相对位置基准和运动基准。主轴轴心的动态运动特性直接影响着被加工零件的加工精度及表面粗糙度,同时主轴的轴心轨迹作为机床主轴运行的重要图形征兆,能够形象、直观地反映机床设备综合性的误差状况。针对主轴轴心轨迹在线测试问题,搭建了适用于工业现场环境的在线测试系统。通过对友嘉FTC-20型数控车床进行测试,研究了主轴在空载、车削两种状态下轴心轨迹的变化,并对实验结果进行了分析。实验表明:该系统能够准确地分离主轴的圆度误差和主轴轴心轨迹,为后续进行机床主轴的故障评估及建立故障自动识别系统提供基础。     

影响铣削颤振稳定性的因素与规律分析

应用Altintas切削颤振理论实现了铣削颤振的预测,并对影响铣削稳定性的机床系统因素进行了分析。研究发现,稳定性叶瓣图会受到机床的主轴-刀具系统模态参数影响,尤其是模态刚度、阻尼比和固有频率。另外,通过系统动刚度相同的条件下不同的阻尼比和模态刚度组合对铣削稳定性的影响分析发现,模态刚度对系统稳定性的影响要大于阻尼比的影响程度。分别对影响铣削加工稳定性的刀具参数、工件材料特性以及切削参数等因素及其对铣削稳定性的影响规律进行了分析。结果显示:减小刀具齿数、刀具螺旋角和刀具悬伸量,并增大刀具直径对于改善切削颤振有益;具有较小切向切削力系数和径向切削力系数的材料更容易实现稳定切削;减小铣削宽度,并采用顺铣方式,系统的临界切深更大。     

五轴并联机床刀具末端运动位姿自适应控制技术

高精尖领域对精密小零件的加工精度要求越来越高，五轴并联机床作为主要机械加工设备，严格控制机床刀具的运动位姿对于保证成品零件的加工精度具有极其重要的作用。在此背景下，研究一种五轴并联机床刀具末端运动位姿自适应控制技术。在五轴并联机床前方布置两个CCD 摄像头作为视觉系统，拍摄关于刀具末端的左右两张图像；在图像预处理、特征点提取与匹配等环节的基础上，求解位姿参数，包括位置三维坐标以及3个姿态数据。以刀具末端运动实际位姿为输入，利用神经网络获取与刀具末端紧密相连的五轴关节角度补偿量。利用PID控制器，通过补偿量计算位姿控制量不断纠正位姿误差，靠近理想位姿。结果表明：应用所提控制方法，与理想位姿之间的平均误差均更小，且平均误差的波动最小，三维位置坐标波动仅在-0.02~0.015、-0.01~0.02、-0.02~0.02 mm之间；横滚角、俯仰角以及方位角波动仅在-0.02°~0.03°、-0.01°~0.04°、-0.02°~0.01°之间，由此说明所提控制方法的精度更高，控制稳定性更高。     

基于五轴机床旋转干涉的旋转路径优化算法

针对AC/BC五轴数控机床旋转轴不合理运动引发的干涉现象,提出一套基于五轴机床旋转干涉的旋转角优化算法,该算法能够自动计算出一条最优的旋转路径,为解决旋转干涉问题提供理论支撑。首先,根据五轴机床旋转运动方程及机床行程,得到解的特性;其次,分析旋转干涉产生的机理,给出旋转干涉判定依据;再次,建立旋转路径优化算法,寻找一条最优旋转路径;最后,通过两个五轴轮廓铣加工实例来验证该算法的可行性。该算法最大程度上避免了机床旋转干涉,在国内某数控厂得到了一定应用。     

带快速托盘交换装置的5轴加工机床

最近，德马吉(DECKELMAHO)公司全新推出了新型加工机床——DMC70eVolution，其快速托盘交换装置与完美的加工性能为模具界五轴、五面完全加工提供了新的选择。该机床快速的数控旋转摆动工作台结合高动态性能的各轴、高速强力主轴以及高性能刀具可大大提高加工效率。该加工中心能够在加工的同时对工件进行装卡，实现一次装卡完成全部加工。配置的快速托盘交换装置，可使加工成品与毛坯件仅在12s内完成交换，不仅保证了最短的非加工时间，而且还为操作员提供了优越的工作环境，是中小批量生产的最佳解决方案。该机床标准配置的主轴为18…